Aplikasi Metode Severity Index Pada Saluran Udara Transmisi

Jurnal Teknik Elektro 2007

Aplikasi Metode Severity Index Pada Saluran Transmisi Udara Hendra Swadana Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 19 Pabelan Kartasura Metode severity index dalam menentukan titik kritis dari saluran udara dapat dilakukan dengan mempertimbangkan factor letak saluran yang melewati daerah dengan tingkat kerapatan sambaran petir tinggi dan kemampuan menara terhadap sambaran petir. Metode ini dapat diterapkan untuk menentukan titik-titik rawan sepanjang saluran transmisi sehingga dapat mengetahui menara yang harus diperbaiki. Dengan menghitung severity index setiap menara berdasarkan kedua factor tersebut, maka masing-masing menara diurutkan dengan mempertimbangkan aspek : Histori gangguan akibat petir disepanjang saluran transmisi

Mengevaluasi kekuatan terhadap tegangan akibat petir di sepanjang isolator pada setiap menara, sesuai dengan parameter menara yaitu : tinggi menara, ketinggian dari permukaan laut, dan pentanahan kaki menara. Metodologi ini menggunakan dua parameter untuk mengevaluasi severity index (ISEV) yaitu Relative Frequency Index (Ifreq) dan Relative Overvoltage Amplitude (Iamp) dengan perkiraan kerapatan sambaran petir pada menara yang diamati dan perkiraan besar tegangan lebih pada menara untuk petir tertentu. Severity index dapat dihitung dengan rumusan sebagai berikut : Isev = Ifreq x Iamp (1) Semakin besar nilai severity index, maka makin besar titik kritis dari menara tersebut. Nilai severity index akan berbanding dengan jumlah isolator pecah pada menara. 1. Relative Frequency Index (Ifreq) Index ini menyatakan berapa kali petir melewati menara. Beberapa sambaran yang terjadi di antara menara akan menyebabkan mengalirnya arus petir pada kedua menara. Index relative sambaran yang lewat adalah : Irelative (Ti) =

2

Ng n N g 1

(2)

n

dimana : Ti = menara ke i Ng = kerapatan sambaran petir (sambaran/km2/tahun) n = total menara disaluran Untuk masing-masing menara, index frekuensi relative dikalikan dengan faktor ketinggian (Kalt) yang memasukkan dampak ketinggian dari permukaan tanah (kaki menara) kedalam kejadian kerapatan sambaran petir. (

tinggi tinggi

sebenarnya −1) rata −rata

Kalt (Ti) = 1,5 Maka : Ifreq (Ti) = Irelative(Ti). Kalt(Ti)

(3) (4)

2. Relative Overvoltage Amplitude (Iamp) Sebagian besar arus petir yang menyambar diantara menara (span) akan mengalir ke tanah melalui dua menara. Dimana tegangan lebih ini mempunyai hubungan berbanding lurus

dengan tegangan puncak menara. Faktor yang mempengaruhi tegangan lebih ini adalah kopling kawat tanah, struktur menara dan kawat konduktor. Dengan asumsi itu dapat dihitung besar tegangan pada puncak menara adalah : VC_TOP =

ZT l p

2t + 1 +

tf

Z g − ZT Z g + ZT

(t

f

− 2t )

(5)

dimana : Ip = arus puncak petir di menara (kA) ZT = impedansi surja menara ( ) ZG = impedansi surja pertanahan ( ) t = waktu transit gelombang arus petir di menara tf = waktu muka gelombang arus Ketika tinggi menara dianggap sama, maka waktu transit lebih kecil dibandingkan waktu muka sehingga persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi :

VC_TOP = ZT.IP

2h + ct f

2 Z 1+ ( T ) Zg

(6)

dimana : c = kecepatan propagasi gelombang (300 m/µs) h = tinggi menara (m) Karakteristik relative overvoltage amplitude index diasumsikan untuk setiap menara dengan menggunakan amplitude referensi (VC_TOPpreference) didapat dari persamaan (2.41) dengan asumsi : Waktu transit didapat dari ketinggian menara rata-rata dibagi waktu propagasi (3x108 m/s). Impedansi surja menara dianggap rata–rata. Impedansi surja pertanahan dibatasi pada nilai sepertiga dari rata–rata impedansi surja kawat tanah. Waktu muka gelombang arus puncak yang mengalir disepanjang menara sama dengan yang digunakan untuk mendapatkan tegangan puncak setiap menara [VC_TOP(Ti)]. Sehingga relative overvoltage amplitude dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : IAmp =

VC _ TOP (Ti ) VC _ TO Pr eferensi

(7)

REFERENSI (1). A.R. Hileman. Insulation Coordination for Power Systems. Marcel Dekker, Inc., New York, 1999. (2). J.G. Anderson. Lightning Performance of Transmission Lines. Transmission Lines Reference Book : 345 kV and Above, pp 545 – 597. Palo Alto, California, 1982, (3). J.S. Cliff. Insulation Coordination. Lightning Volume 2: Lightning Protection, pp 773 – 792. Academic Press, London, 1977, (4) E.R. Whitehead. Protection of Transmission Lines, Lightning Volume 2 : Lightning Protection, pp 697 – 746, Academic Press, London, 1977, (7) ANSI C92.1-1982. American National Standard for Power System Insulation Coordination. ANSI, New York, 1982. (8) R. Zoro. Lightning Parameters in Tropical Country Measured at Mnt Tangkuban Perahu – Indonesia, Proceeding of Lightning and Mountains, Chamonix , Mont-Blanc., France, 1997 (9) S. Soetjipto, M.A. Sunoto and E. Iskanto. Polarity and probability of lightning current magnitude in Java Island of Indonesia, Proc. 8th ISH, Yokohama, 1993